以植物纤维为主要组成物的复合材料是迅速崛起的新型结构材料，具有结构强度高、可加工性好、隔声、隔热、减振、防潮、不发霉、成本低、原料来源广等优点。 植物纤维可来源于稻壳和农作物的秸秆。然而对如此巨大资源的利用大多数局限在用作燃料、饲料、肥料，许多地方有时还要将大量的作物秸秆在田间地头烧掉，这不但是一种浪费，而且严重污染环境。
        与其他高阻尼合金相比，镁及镁合金的密度小，比强度、比刚度大，具有良好的铸造、电磁屏蔽、减振等性能，并可再循环使用，使镁合金成为当今工业产品中应用增长速度快的金属材料，特别是在减轻构件的质量方面辛搜芯   试样制备与试验方法
        １ 试样制备
        制备植物纤维夹芯的主要原料有稻壳粉和秸秆粉。 纤维长度为５ ０ ０～６ ０ ０μｍ，含水率（质量分数）为１ ２％，稻壳产自陕西扶风县，当年收割，干燥处
理），工业水玻璃（模数为２．１ ２，大连机车厂提供），玻璃纤维（直径９～２ ０μｍ，长;２ ０～３ ０ｍｍ），石膏粉（粒径约５ ０μｍ），石蜡等。
        镁合金面板为厚度１ｍｍ的ＡＺ ３ １镁合金热轧-温轧板。 粘结剂 为 ＳＹ- ２４Ｂ 胶 膜， 厚度０．２５～０．３ｍｍ，属于中温固化的单组分胶粘剂体系，基;
组分为改性的环氧树脂。

        以稻壳粉和秸秆粉为基料，按照表１中的配比加入玻璃纤维、石膏粉，加入石蜡，以水玻璃为胶结剂，制得夹芯。 其中１～７号试样中，基料均为１ ２ ０ｇ稻壳粉和６ ０ｇ秸秆粉，８号基料为１ ８ ０ｇ稻壳，石蜡均为７．５ｇ，水玻璃均为１ ８ ０ｇ。 石蜡作为润滑剂，其质量分数一般小于３％。 工业水玻璃的模数按参考文献进行测定。 混料后进行热压，温度１ ６ ０℃，压力１．２ＭＰ ａ ，时间按板的厚度以０．８～０．９ｍ ｉ ｎ·ｍｍ－１的速率计算；用５０ＫＮ型万能电子试验机压制，试样脱模后，在６ ０℃的恒温干燥箱中处理１ ２～１ ４ｈ，制得尺寸为２ ０ ０ｍｍ×２ ０ ０ｍｍ×７．８ｍｍ的植物纤维夹芯。
        将制得的植物纤维夹芯按所需规格截取后，按面板、胶膜、夹芯、胶膜、面板顺序叠放，置入恒温干燥箱，在１ ２ ０℃，１．２ＭＰ ａ的条件下，保温２ｈ后随炉冷却至室温，制得的植物纤维镁合金夹层板如图１所示。

        ２ 试验方法
        压缩、弯曲试验采用万能电子试验机，横梁移动速率为０．０ １ｍｍ·ｓ －１，载荷、位移参数均由试验机自动记录，数据处理后得到试样的应力应变（挠度） 曲线。 压缩试样的表面尺寸为１ ０ ０ｍｍ×１ ０ ０ｍｍ，其它参数见表２。 弯曲试验采用三点弯曲，跨距为１ ４ ０ｍｍ，弯曲试样的表猿叽缥 ０ｍｍ×２ ０ ０ｍｍ其它参数见表３。

        特征应变是指失稳阶段开始向密实化阶段转变时所对应的应变值，特征扰度指夹层板大抗弯刚度所对应的挠度值。

        试验结果与讨论
        １ 压缩性能
        从图２可以看出，夹层板与镁合金蜂窝板的压缩应力应变曲线明显不同，它没有明显的屈服应力和应力，也没有明显的弹性屈曲变形阶段、塑性屈曲变形阶段、塑性流变阶段；压缩过程主要经历了两个阶段，阶段Ⅰ是在很小的应力下有较大应变的平台期，该阶段为夹层板的失稳阶段 由于夹芯、胶膜也有一定的厚度，且胶膜弹性模量比镁合金的弹性模量小得多，所以胶膜会首先发生弹性失稳。 此外，由于水玻璃在热压固化过程中，随着温度的升高，自由水分的蒸发和硅胶脱水固结，夹芯
存在一定程度的体积收缩，内部存在一定数量的空隙，这就造成了在很小的应力下，出现较大的应变，该过程中试样开始产生微小裂纹。 阶段Ⅱ是应变随应力呈线性的密实化阶段。 在阶段Ⅰ时，夹芯中的空隙在被压实的过程中产生的微裂纹，随内部密实程度的大而扩展，使夹芯表现出宏观开裂和碎裂的破坏形式（如图３所示）。 通过对比各个压缩试样的应力-应变曲线，发现各条曲线的变化趋势基体一致，不同之处在于阶段Ⅰ向阶段Ⅱ转变的应变值（特征应变）不同。 各试样的特征应变如表２所
示。 通过比较各个压缩试样的特征应变可以看出，夹层板的压缩性能主要取决于夹芯基料与固化工艺，添加剂对其影响较小。

        ２ 弯曲性能
        由图４可见，可以将试样８的曲线分为３个特性阶段：夹层板局部屈曲阶段Ⅰ、面板压入弯曲阶段Ⅱ、面板胶结层脱胶或者夹芯分层阶段Ⅲ。
        夹层板夹芯在夹层结构中承受大部分剪切应力，随剪切应力的大，夹层板开始由线性变形向非线性变形过渡，而且开胶都发生在夹芯和胶层之间，这是因为夹芯表面存在一定程度的粉化，夹芯与胶膜之间的结合强度比面板和胶膜之间的小很多，因此通过提高结合强度可以提高夹层板的弯曲承载能力，如图４中阶段Ⅱ所示；

        由表３可以看出，试样４，８的抗弯强度分别为１９．５，１７ＭＰ ａ ，特征挠度分别为４．４，２．１ｍ/。 由图５可见，试样４在压头压入夹层板的过程中，夹层板发生了开胶，然后夹芯分层，而试样８的夹芯虽未开胶，但却直接分层，主要原因是稻壳中的硅元素在表面形成了疏水层，粘结剂分布在表面，未渗透到稻壳内部，导致胶结强度较低。 同时说明试样８的夹芯与胶膜之间的胶结强/大于夹芯内部的。由表３可以看出，当试样抗弯强度分别为２５．５ ，２７．３ ，１２．１ＭＰ ａ时， 特征挠度分别为 ２．２ ，１．８，２．９ｍｍ。 即随着玻璃纤维含量的增加，抗弯强度先增加后下降，玻璃纤维添加量存在佳值，其主要原因是当添加量较小时，抗弯强度随玻璃纤维的增加而大，当添加量大于佳值时，由于玻璃纤维较多在基料中容易成团，玻璃纤维与基料混合不均，这使得夹芯在受力状态下易分层，导致抗弯强度下降。 在玻璃纤维添加量均为８％（质量分数，下同）的条件下，添加石膏的量为０和５％时，抗弯强度分别达到了２７．３，３０．３ＭＰａ，特征挠度为１．８ ，１．４ｍｍ。 这表明，添加石膏可以提高夹层板的抗弯强度。 其主要原因是作为气硬性胶凝材料石膏的加入，可以提高夹芯的韧性和稳定性，使夹层板的抗弯强度得到增强
        由表３还可以看出，试样６，５，４的抗弯强度分别为１ ７．８，１ ７．５，１ ９．５ＭＰ ａ ，特征挠度分别为１．８，２．１，４．４ｍｍ。 由此可见当石膏添加量大于５％后，抗弯强度随石膏加入量的大变化不大，特征挠度值随石膏加入量的大而变小。 其原因主要是石膏是气硬性胶凝材料，添加后可使夹芯韧性和尺寸的稳定性提高，可提高夹层板的抗弯强度；当添加量超过佳值后，夹芯的脆性逐渐大，夹层板的稳定性下降，抗弯强度减小。
        参考文献制备的镁合金蜂窝板中蜂窝芯芯材较厚（０．１ ３ｍｍ），采用手工制作；粘结剂为工业有机胶，具有一定的污染，镁合金蜂窝板的抗弯强度为１ ５．３～１ ９．４ＭＰ ａ 。 本试验中夹芯所用粘结剂为工业水玻璃，原料主要为农业剩余物，绿色环保，成本低，而且制作工艺为工业化高的热压工艺，操作简便。 通过配比的优化，镁合金夹层板的抗们 ５．５～３ ０．３ＭＰ ａ 。 两种不同夹芯的夹层板在结构尺寸相近、夹层板的制作工艺相同时，镁合金夹层板的抗弯强度高于镁合金蜂窝板的。 综合考虑，夹层板的制作成本与工艺具有明显的优势。
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        （１） 以植物纤维、水玻璃、玻璃纤维、石膏等为原料，采用热压固化法，在１ ６ ０℃，１．２ＭＰ ａ条件下成功制备出轻质、高强度的植物纤维夹芯及镁合金
夹层板（１ ２ ０℃，１．２ＭＰ ａ ）。
        （２） 植物纤维镁合金夹层板的压缩性能主要取决于夹芯基料和固化工艺，添加剂的影响较小。
        （３） 适量添加玻璃纤维和石膏可有效提高植物纤维镁合金夹层板的抗弯强度，玻璃纤维添加量为８％，石膏添加量为５％时得到的植物纤维镁合金夹层板的弯曲性能优。

（资料来源于-王 刚， 权高峰， 谷秀娥（大连交通大学辽宁省轨道交通关键材料实验室，大连１ １ ６ ０ ２ ８））